Дэвшилтэт материалын тухай ярихад силикон нь эргэлзээгүй халуун сэдэв юм. Силикон нь цахиур, нүүрстөрөгч, устөрөгч, хүчилтөрөгч агуулсан нэг төрлийн полимер материал юм. Энэ нь органик бус цахиурын материалаас эрс ялгаатай бөгөөд олон салбарт маш сайн гүйцэтгэлийг харуулдаг. Силиконы шинж чанар, нээлтийн үйл явц, хэрэглээний чиглэлийг нарийвчлан авч үзье.
Силикон ба органик бус цахиурын ялгаа:
Нэгдүгээрт, силикон болон органик бус цахиур хоёрын химийн бүтцэд тодорхой ялгаа байдаг. Силикон нь цахиур болон нүүрстөрөгч, устөрөгч, хүчилтөрөгч болон бусад элементүүдээс бүрдсэн полимер материал бөгөөд органик бус цахиур нь цахиурын давхар исэл (SiO2) зэрэг цахиур, хүчилтөрөгчөөс үүссэн органик бус нэгдлүүдийг голчлон хэлдэг. Силикон нь нүүрстөрөгч дээр суурилсан бүтэц нь уян хатан чанар, уян хатан чанарыг өгч, хэрэглэхэд илүү уян хатан болгодог. Силиконы молекулын бүтцийн шинж чанар, өөрөөр хэлбэл Si-O бондын бондын энерги (444Ж/моль) нь CC бондоос (339Ж/моль) өндөр байдаг тул силикон материалууд нь ерөнхий органик полимер нэгдлүүдээс өндөр дулаан эсэргүүцэлтэй байдаг.
Силиконы нээлт:
Силиконы нээлтийг 20-р зууны эхэн үеэс эхэлж болно. Эрдэмтэд эхний өдрүүдэд цахиурын нэгдлүүдэд органик бүлгүүдийг оруулан силиконыг амжилттай нэгтгэсэн. Энэхүү нээлт нь силикон материалын шинэ эрин үеийг нээж, түүнийг үйлдвэрлэл, шинжлэх ухаанд өргөнөөр ашиглах үндэс суурийг тавьсан юм. Силиконы нийлэгжилт, сайжруулалт сүүлийн хэдэн арван жилд асар их ахиц дэвшил гаргаж, энэ материалын тасралтгүй шинэчлэл, хөгжлийг дэмжсэн.
Нийтлэг силиконууд:
Силиконууд нь янз бүрийн хэлбэр, бүтэцтэй, байгальд өргөн тархсан, хиймэл нийлэгжсэн полимер нэгдлүүдийн ангилал юм. Нийтлэг силиконуудын зарим жишээг доор харуулав.
Полидиметилсилоксан (PDMS): PDMS нь силикон резинэнд ихэвчлэн олддог ердийн силикон эластомер юм. Энэ нь маш сайн уян хатан, өндөр температурт тогтвор суурьшилтай бөгөөд резинэн бүтээгдэхүүн, эмнэлгийн хэрэгсэл, тосолгооны материал гэх мэтийг бэлтгэхэд өргөн хэрэглэгддэг.
Силикон тос: Силикон тос нь гадаргуугийн хурцадмал байдал багатай, өндөр температурт сайн тэсвэртэй шугаман силикон нэгдэл юм. Тосолгооны материал, арьс арчилгааны бүтээгдэхүүн, эмнэлгийн хэрэгсэл болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.
Силикон давирхай: Силикон давирхай нь маш сайн халуунд тэсвэртэй, цахилгаан тусгаарлагч шинж чанартай цахиурын хүчлийн бүлгээс бүрдсэн полимер материал юм. Энэ нь бүрээс, цавуу, электрон савлагаа гэх мэт өргөн хэрэглэгддэг.
Силикон резин: Силикон резин нь өндөр температурт тэсвэртэй, цаг агаарт тэсвэртэй, цахилгаан тусгаарлагч болон бусад шинж чанартай резинтэй төстэй силикон материал юм. Энэ нь битүүмжлэх цагираг, кабелийн хамгаалалтын ханцуйвч болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг.
Эдгээр жишээнүүд нь силиконуудын олон янз байдлыг харуулж байна. Тэд янз бүрийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үйлдвэрлэлээс өдөр тутмын амьдралд өргөн хүрээний хэрэглээтэй байдаг. Энэ нь мөн өндөр хүчин чадалтай материал болох силиконуудын олон талт шинж чанарыг илэрхийлдэг.
Гүйцэтгэлийн давуу тал
Энгийн нүүрстөрөгчийн гинжин нэгдлүүдтэй харьцуулахад органосилоксан (Полидиметилсилоксан, PDMS) нь гүйцэтгэлийн өвөрмөц давуу талуудтай бөгөөд энэ нь олон хэрэглээнд маш сайн гүйцэтгэлийг харуулдаг. Органосилоксан нь энгийн нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээний нэгдлүүдээс давуу талтай:
Өндөр температурт тэсвэртэй: Органосилоксан нь өндөр температурт маш сайн тэсвэртэй байдаг. Цахиур-хүчилтөрөгчийн бондын бүтэц нь органосилоксануудыг өндөр температурт тогтвортой, задрахад хялбар биш болгодог бөгөөд энэ нь өндөр температурт хэрэглэхэд давуу талтай байдаг. Үүний эсрэгээр, нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээний олон нэгдлүүд нь өндөр температурт задардаг эсвэл гүйцэтгэлээ алдаж болно.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал: Органосилоксан нь гадаргуугийн хурцадмал байдал багатай тул чийгшүүлэх, тослох чадвар сайтай байдаг. Энэ өмч нь тосолгооны материал, арьс арчилгааны бүтээгдэхүүн, эмнэлгийн хэрэгсэлд өргөн хэрэглэгддэг силикон тосыг (органосилоксанын нэг хэлбэр) болгодог.
Уян хатан байдал, уян хатан чанар: Органосилоксаны молекулын бүтэц нь уян хатан чанар, уян хатан чанарыг өгдөг бөгөөд энэ нь резин болон уян хатан материалыг бэлтгэхэд тохиромжтой сонголт юм. Энэ нь силикон резинийг битүүмжлэх цагираг, уян харимхай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бэлтгэхэд сайнаар нөлөөлдөг.
Цахилгаан тусгаарлагч: Органосилоксан нь маш сайн цахилгаан тусгаарлагч шинж чанартай тул электроникийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Силикон давирхайг (силоксаны нэг хэлбэр) цахилгаан тусгаарлагч, электрон эд ангиудыг хамгаалах зорилгоор цахим савлагааны материалд ихэвчлэн ашигладаг.
Биологийн нийцтэй байдал: Органосилоксан нь биологийн эд эстэй маш сайн нийцдэг тул эмнэлгийн төхөөрөмж болон биоанагаахын салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Жишээлбэл, силикон резинийг ихэвчлэн хиймэл эрхтэн, эмнэлгийн катетер гэх мэт эмнэлгийн силикон бэлтгэхэд ашигладаг.
Химийн тогтвортой байдал: Органосилоксанууд нь химийн өндөр тогтвортой байдал, олон химийн бодисуудад зэврэлтэнд сайн тэсвэртэй байдаг. Энэ нь химийн сав, хоолой, битүүмжлэх материал бэлтгэх гэх мэт химийн үйлдвэрт хэрэглэх боломжийг өргөжүүлэх боломжийг олгодог.
Ерөнхийдөө органосилоксанууд нь энгийн нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээний нэгдлүүдээс илүү олон төрлийн шинж чанартай байдаг нь тосолгооны материал, битүүмжлэл, эмнэлгийн болон электроник зэрэг олон салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэх боломжийг олгодог.
Цахиурт органик мономер бэлтгэх арга
Шууд арга: Цахиурыг органик нэгдлүүдтэй шууд урвалд оруулах замаар цахиурт органик материалыг нэгтгэнэ.
Шууд бус арга: Цахиурын нэгдлүүдийн хагарал, полимержилт болон бусад урвалаар цахиур органикийг бэлтгэнэ.
Гидролизийн полимержих арга: Силанол эсвэл силаны спиртийг гидролизээр полимержуулах замаар цахиур органикийг бэлтгэнэ.
Градиент сополимержих арга: Өвөрмөц шинж чанартай цахиурт органик материалыг градиент сополимержих аргаар нэгтгэнэ. 、
Органик цахиурын зах зээлийн чиг хандлага
Өндөр технологийн салбар дахь эрэлт нэмэгдэж байна: Өндөр технологийн үйлдвэрүүд хурдацтай хөгжихийн хэрээр өндөр температурт тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй, цахилгаан тусгаарлагч зэрэг маш сайн шинж чанартай цахиурын органик бодисын эрэлт нэмэгдэж байна.
Эмнэлгийн төхөөрөмжийн зах зээлийн өргөжилт: Эмнэлгийн төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлд силикон хэрэглээ өргөжиж, био нийцтэй байдал нь эмнэлгийн хэрэгслийн салбарт шинэ боломжуудыг авчирдаг.
Тогтвортой хөгжил: Байгаль орчны талаарх мэдлэгийг сайжруулах нь илүү тогтвортой хөгжилд хүрэхийн тулд био задрах силикон гэх мэт силикон материалыг ногооноор бэлтгэх аргуудын судалгааг дэмжиж байна.
Хэрэглээний шинэ талбаруудыг судлах: Уян цахилгаан хэрэгсэл, оптоэлектроник төхөөрөмж гэх мэт шинэ хэрэглээний талбарууд шинээр бий болж, силикон зах зээлийг өргөжүүлэхэд түлхэц үзүүлсээр байна.
Ирээдүйн хөгжлийн чиг хандлага, тулгамдсан асуудал
Функциональ силиконыг судлах, хөгжүүлэх:Төрөл бүрийн салбарын хэрэгцээ шаардлагад нийцүүлэн силикон нь бактерийн эсрэг болон дамжуулагч шинж чанар зэрэг тусгай шинж чанаруудыг багтаасан функциональ силикон бүрээс зэрэг функциональ чанарыг хөгжүүлэхэд илүү их анхаарал хандуулах болно.
Биологийн задралын силикон судалгаа:Байгаль орчны талаарх мэдлэг сайжирснаар биологийн задралд ордог силикон материалын судалгаа нь хөгжлийн чухал чиглэл болно.
Нано силикон хэрэглэх: Нанотехнологийг ашиглан нано силикон бэлтгэх, хэрэглэх судалгааг өндөр технологийн салбарт өргөжүүлэх.
Бэлтгэх аргуудыг ногоон болгох: Силикон бэлтгэх аргын хувьд байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг багасгахын тулд ирээдүйд ногоон, байгаль орчинд ээлтэй техникийн замд илүү анхаарал хандуулах болно.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 7-р сарын 15